内容正文:
专题 压强和浮力问题的综合分析与计算
类型一 压强和浮力问题的定性分析
1. (2023·内江东兴校级二模)如图,水平桌面上放置着一个装有水的
圆柱形容器和质量相等的A、B两个实心球。将A球放入容器内的水中,
A球漂浮。取出A球后(带出的水忽略不计),再将B球放入容器内的水
中,B球沉入容器底部。下列说法正确的是( B )
A. A球的密度大于B球的密度
B. A球受到的浮力大于B球受到的浮力
C. 放入A球后水对容器底的压强等于放入B球后水对容器底的压强
D. 放入A球后容器对桌面的压强大于放入B球后容器对桌面的压强
第1题
B
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2. (2023·北京东城一模)如图所示,在水平桌面上有甲、乙两个完全
相同的烧杯,烧杯内盛有两种不同的液体,将体积相等的A、B两个物
体分别放入两种液体中,静止时两烧杯内液面相平。若物体A的质量大
于物体B的质量,则下列说法正确的是( D )
A. 甲烧杯中液体的密度等于乙烧杯中液体的密度
B. 物体A排开液体的重力小于物体B排开液体的重力
C. 甲烧杯底受到液体的压力等于乙烧杯底受到液体的压力
D. 甲烧杯对桌面的压强大于乙烧杯对桌面的压强
第2题
D
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3. (2023·白山浑江一模)水平桌面上放有完全相同的甲、乙两个烧
杯,烧杯内分别盛有M、N两种液体,将质量相等、体积不等的正方体
物块A、B分别放入两烧杯中,静止时如图所示,液面刚好相平,则下
列说法错误的是( B )
A. 物块A排开液体的质量等于物块B排开液体的质量
B. 甲烧杯对桌面的压强等于乙烧杯对桌面的压强
C. 液体M对烧杯底的压强大于液体N对烧杯底的压强
D. 若将A、B同时放入M液体中,则静止时A、B底面受到液体的压力相等
第3题
B
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类型二 压强和浮力问题的定量计算
4. (2023·滨州)“且夫水之积也不厚,则其负大舟也无力。覆杯水于坳
堂之上,则芥为之舟;置杯焉则胶,水浅而舟大也。”出自战国庄子的
《逍遥游》。从文中大舟与水的关系,我们可以得到这样的启示:求大
学问,干大事业,必须打下坚实、深厚的基础。但从物理的角度,“水
之积也不厚,则其负大舟也无力”是指水的深度还是水的质量呢?即物
体能否在水中漂浮(所受浮力的大小)究竟与水的深度有关还是与水的
质量有关呢?
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为了探究这一问题,某兴趣小组用两个容器、水、圆柱形木块、刻度尺
等器材,进行了如下探究。如图所示,将两个完全相同的底面积为8cm2、
高为10cm的圆柱形木块,分别放入底面积为10cm2和12cm2的甲、乙两
个容器中。分别向两个容器中加水,观察和记录两个容器每次加水的深
度和木块的状态,实验数据及现象记录如表所示。实验中,容器足够高,
无水溢出,不考虑木块吸水,ρ水=1×103kg/m3,g取10N/kg。
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实验
次序 甲容器中
水深h/cm 甲容器中
木块状态 乙容器中
水深h/cm 乙容器中
木块状态
1 4 不能浮起 4 不能浮起
2 5 不能浮起 5 不能浮起
3 6 刚好浮起 6 刚好浮起
4 7 浮 起 7 浮 起
(1) 求甲容器中木块刚好浮起时,水对容器底部的压强。
解:(1) 600Pa
第4题
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(2) 求木块的密度。
解:(2) 甲容器中木块排开水的体积
V排=S木h排=S木h=8cm2×6cm=48cm3,
则木块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×48×10-6m3=0.48N,由物体的漂浮条件可知,木块的重力G木=F浮=0.48N,由G=mg可知,木块的质量m木===0.048kg=48g,木块的体积V木=S木h木=8cm2×10cm=80cm3,木块的密度ρ木===0.6g/cm3=0.6×103kg/m3
第4题
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(3) 求木块刚好浮起时,甲、乙容器分别加入水的质量。由计算结果和实验现象判断:木块能否浮起,取决于容器中水的深度还是水的质量?
解:(3) 由表中数据可知,木块刚好浮起时,甲、乙容器中水的深度均为6cm,则甲、乙容器中水的体积分别为V水甲=(S甲-S木)h=(10cm2-8cm2)×6cm=12cm3,V水乙=(S乙-S木)h=(12cm2-8cm2)×6cm=24cm3,由ρ=可知,甲、乙容器中水的质量分别为m水甲=ρ水
V水甲=1×103kg/m3×12×10-6m3=1.2×10-2kg=12g,m水乙=ρ水V水乙=1×103kg/m3×24×10-6m3=2.4×10-2kg=24g,即木块刚好浮起时,甲、乙容器中加入水的质量不同,而加入水的深度相同,因此木块能否浮起取决于容器中水的深度
第4题
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